FR2500194A1 - Appareil de reverberation dans lequel la bande de frequence du son reverbere est expansee - Google Patents

Abstract

A.APPAREIL DE REVERBERATION DANS LEQUEL LA BANDE DE FREQUENCE DU SON REVERBERE EST EXPANSE. B.CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE UNE BORNE D'ENTREE DE SIGNAUX PREVUE POUR RECEVOIR UN SIGNAL D'ENTREE, UN AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL AYANT UNE BORNE D'ENTREE INVERSEE, UNE BORNE D'ENTREE NON INVERSEE ET UNE BORNE DE SORTIE, LA BORNE D'ENTREE INVERSEE ETANT CONNECTEE A LA BORNE D'ENTREE DE SIGNAUX PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE IMPEDANCE D'ENTREE, LA BORNE D'ENTREE NON INVERSEE ETANT CONNECTEE A UN POINT DE REFERENCE, LA BORNE DE SORTIE ETANT CONNECTEE AU POINT DE REFERENCE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE INDUCTANCE CONSTITUANT UNE CHARGE POUR LE CIRCUIT ET UNE PREMIERE IMPEDANCE, TANDIS QU'UNE SECONDE IMPEDANCE EST CONNECTEE ENTRE LA BORNE D'ENTREE INVERSEE DE L'AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL ET LE POINT DE CONNEXION ENTRE L'INDUCTANCE ET LA PREMIERE IMPEDANCE, L'INDUCTANCE ETANT CONNECTEE DE FACON QU'ELLE JOUE LE ROLE D'UN MOYEN DE COMMANDE DE L'APPAREIL DE REVERBERATION. C.L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'ANALYSE DES SONS.

Description

1 - La présente invention est de façon générale relative à un appareil de

réverbération (ou de répercussion), et elle est plus particulièrement orientée vers un appareil de

réverbération dans lequel la bande de fréquence du son réverbé-

ré (ou répercuté) est expansée. Un appareil de réverbération largement connu

dans l'art antérieur, va être expliqué en se référant au gra-

phique de la figure 1. Dans cet appareil de réverbération de l'art antérieur, on utilise généralement comme amplificateur de commande, un amplificateur du type à voltage constant (dans lequel le rapport entre les voltages d'entrée et de sortie,

ou bien ce que l'on appelle le facteur d'amplification du volta-

ge, est constant quelle que soit la fréquence). Un signal d'ori-

gine est appliqué par l'intermédiaire de l'amplificateur de com-

mande à un convertisseur du type à aimant mobile, et un ressort

est commandé par la vibration de cet aimant dans le convertis-

seur. Toutefois, l'impédance d'une bobine prévue dans le convertisseur est essentiellement J WL ( o W est la fréquence du signal d'origine traversant la bobine tandis que L est l'inductance de la bobine), et cette impédance croit essentiellement proportionnellement à la fréquence du signal

d'origine comme le montre le graphique de la figure 1.

En conséquence, dans une bande de fréquence élevée o l'impédance de la bobine croit, le courant traversant la bobine décroît. Puisque la force de commande pour le ressort est proportionnelle au courant traversant la bobine, si les autres conditions sont constantes, la caractéristique en bande

haute fréquence du son réverbéré fourni par l'appareil de réver-

bération de l'art antérieur, dans lequel l'amplificateur de commande de type à voltage constant est connecté à la bobine,

est détériorée.

Pour éviter cet inconvénient, une disposition est proposée dans l'art antérieur, disposition selon laquelle une résistance ayant une haute valeur de résistance est placée avant la bobine dans le convertisseur et le signal de sortie

en provenance de l'amplificateur de commande, est fourni au cir-

cuit en série constitué par la bobine et cette résistance. De

cette manière, la variation d e à la fréquence du courant tra-

versant la bobine, peut Otre réduite.

2. - Toutefois, pour rendre la variation de courant aussi faible que possible, il serait nécessaire d'accroître la valeur de la résistance de façon indéfinie. Si la valeur de la résistance est augmentée de cette façon, le courant traversant la bobine est réduit, ce qui se traduit par une diminution de

la force de commande du ressort.

En conséquence, un des buts de la présente in-

vention est de créer un appareil de réverbération ne présentant

pas les défauts inhérents à l'art antérieur.

Un autre but de la présente invention est de créer un nouvel appareil de réverbération dans lequel, bien

que le facteur de blocage soit réduit, la caractéristique à ban-

de de fréquence élevée du son réverbéré est protégée de toute altération. Selon un aspect de la présente invention, il est prévu un appareil de réverbération caractérisé en ce qu'il comporte une borne d'entrée de signaux prévue pour recevoir un signal d'entrée, un amplificateur opérationnel ayant une borne d'entrée inversée, une borne d'entrée non inversée et

une borne de sortie, la borne d'entrée inversée étant connec-

tée à la borne d'entrée de signaux par l'intermédiaire d'tun

impédance d'entrées, la borne d'entrée non inversée étant con-

nectée à un point de référence, la borne de sortie étant con-

nectée au point de référence par l'intermédiaire d'une induo-

tance constituant une charge pour le circuit et une première impédance, tandis qu'une seconde impédance est connectée entre la borne d'entrée inversée de l'amplificateur olpérationnel et

le point de connexion entre l'inductance et la première impé-

dance, l'inductance étant connectée de façon qu'elle Joue le

rôle d'un moyen de commande de l'appareil de réverbération.

D'autres objectifs, particularités et avantages

de la présente invention vont se dégager de la description

qui va suivre et qui se réfère aux dessins ci-Joints dans les-

quels les mrmes numéros de références désignent les mêmes é1l-

ments:

- la figure 1 est un graphique utilisé pour ex-

pliquer un appareil de réverbération de l'art antérieur,

- la figure 2 est un schéma de circuit repré-

sentant une réalisation de l'appareil de réverbération conforme à la présente invention, - la figure 3 est un schéma de circuit montrant la partie essentielle de la réalisation selon ia figure 2# - la figure 4 est un schéma de circuit utilisé pour exposer la théorie du circuit représenté sur la figure 3, - la figure 5 est un schéma de circuit utilise

pour exposer la qualité du circuit représenté sur la figure 3.

- la figure 6 est un graphique utilisé pour expliquer le circuit représenté sur la figure 3,

- la figure 7 est un graphique montrant la ca-

ractéristique de fréquence du son réverbéré, ce graphique étant utilisé pour expliquer l'exemple de l'invention représenté sur la figure 2,

- la figure 8 est un graphique montrant la ca-

ractéristique de fréquence d'un son réverbéré et elle est utili-

sée pour expliquer un exemple d'un circuit de commande à tension

constante de l'art antérieur.

Un exemple de l'appareil de réverbération du type à ressort, conforme à la présente invention, va être décrit

ci-après en se référant aux figures 2 à 6.

Sur les figures 2 et 3, qui montrent un exemple

de l'invention, le numéro de référence 1 désigne dans son ensem-

ble un premier convertisseur ou traneducteur du côté commande, ce convertisseur étant constitué d'une bobine 2, d'un aimant 3, et d'une culasse 4. La structure de ce convertisseur 1 est bien

connue.

Du côté réception, il est prévu un second con-

vertisseur ou transducteur 5 constitué de façon similaire au

transducteur 1 sur le côté de commande. Un ressort 6 est cou-

plé mécaniquement par ses deux extrémités à l'aimant 3 du transducteur 1 du côté commande et à l'aimant (non représenté)

du transducteur 5 côté réception respectivement.

Un signal d'origine appliqué à une borne d'en-

trée de signaux 7 est fourni par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas 8, constitué d'une résistance 8a et d'un condensateur

8b, et par l'intermédiaire d'une résistance 9, à la borne d'en-

trée inversée d'un amplificateur opérationnel 10, dont la bor-

ne d'entrée non inversée est mise à la masse. La borne de sor-

tie de l'amplificateur opérationnel 10 est connectée à une ex-

trémité de la bobine 2, dont l'autre extrémité est mise à la

masse par l'intermédiaire du montage en parallèle d'une résis-

3.- 4.- tance 11 et d'un condensateur 12, cette autre extrémité étant

également connectée à la borne d'entrée inversée de l'amplifi-

cateur opérationnel 10 par l'intermédiaire d'un autre circuit

en parallèle d'une résistance 13 et d'un condensateur 14.

La figure 4 est un schéma de circuit utilisé

pour expliquer la théorie de la présente invention et dans le-

quel les parties correspondantes à celles de la figure 3 sont

repérées par les mêmes références. Sur cette figure, un élé-

ment d'impédance 15 correspond au circuit en parallèle consti-

tué de la résistance 11 et du condensateur 12 sur la figure 3.

et son impédance est désignée par Z1. L'autre élément d'impé-

dance 16 correspond au montage en parallèle de la résistance 13 et du condensateur 14 sur la figure 3, et son impédance est indiquée par Z2. Dans ce cas, comme le montre la figure 4, on suppose que le voltage de référence est pris comme base, le voltage du signal d'origine appliqué à la borne d'entrée 7 est indiqué par e0o le voltage de sortie du filtre passe-bas 8 par e1, le voltage apparaissant à une extrémité de la bobine

2 pour l'autre extrémité connectée à la borne de sortie de l'am-

plificateur opérationnel 10, est désigné par e2, le courant passant à travers la résistance 9 par il, le courant passant à travers l'élément d'impédance 16 par i2, le courant passant à travers la bobine 2 par i3, et la valeur de la résistance 9 par R0 respectivement. S'il n'y a pas de différence entre les voltages à la borne d'enttée inversée et à la borne d'entrée

non inversée de l'amplificateur: opêrationnel 10o et que l'im-

pédance d'entrée à la borne d'entrée inversée de l'amplifica-

teur opérationnel 10 soit vraiment élevée, les égalités sui-

vantes (1) à (4) se trouvent respectivement vérifiées s e1 =R i1 (1) 0 = z2 i2 + e2 (2) e2 = Z1 (i2 + i3) (3) i = i2 (4) A partir des égalités (1) h (4), ci-dessus, le courant i3 peut être exprimé cama suit z

3 1 Z2

il -- - T ( 1 + - v) e -(5) io Revehant à la figure 3, pour rendre 1'égalité (5) applicable à l'exemple de la figure 3 ou de la figure 2, 5.-

les impédances Z1 et Z 2des éléments d'impédance 15 et 16 doi-

vent être exprimées comme suit s R 7. 1

1 + JWC1. R1

R2

C 1 + J W 0C2. R2

En conséquence, l'équation (5) peut être ré-

écrite comme suit t 11 et 12 et tion, comme î.= -.-f- + W+

1 + JWC1. R1)

) 6t (6) f '1 1 + J WC 2. R2 O R1 et R2 sont les valeurs des résistances 13, C1 et C2 les valeurs des capacités des condensateurs

14, et Wu la fréquence du signal d'origine respectivement.

Si le filtre passe-bas 8 est pris en considéra-

le courant i3 traversant la bobine 2 peut être exprimé suit: i 1 R2 1 + J wC1. R1 e (7) 3 Ro 1-( I+ r1 + j W C2. R2 1 + J uWC3.R3 o R3 est la valeur de la résistance 8a, et C3 est la valeur

de la capacité du condensateur 8b. La résistance 8a et le con-

densateur 8b constituent le filtre passe-bas 8 comme vu précé-

demment.

Dans ce cas, si les constantes respectives

dans l'équation (7) sont choisies de façon convenable, le cou-

rant i3 traversant la bobine 2 peut être réglé pour présenter la caractéristique de fréquence représentée sur le graphique de

la figure 6.

Pour simplifier l'explication, un circuit dans

lequel des résistances sont utilisées comme éléments d'impédan-

ce, va être décrit en se référant à la figure 5. Puisque sur la figure 5 den résistances pures R2 et R1 sont respectivement

utilisées en tant qu'éléments d'impédance Z1 et dans l'exem-

ple de la figure 4, à partir de l'égalité (5) le courant i3 s'exprime de la façon suivante s i3 = - R 1 (8) R. + 1) el Z, = 6.- Dans ce cas, si le voltage du signal d'origine

eat constant, quelle que soit la fréquence, l'égalité (8) re-

présente le fait que le courant i3 traversant la bobine 2 est déterminé par la valeur t de la résistance 9 et par les valeurs des résistances pures R1 et R2. En conséquence, la linéarité de la partie plane de la caractéristique de fréquence du courant traversant la bobine 2 (la linéarité de la partie quelque peu plus basse que la fréquence basse de coupure fa) indiquée sur le graphique de la figure 6, est dûe aux composants résistants

de la résistance 9 et des résistances pures R1 et R2.

La montée de la caractéristique de fréquence du courant traversant la bobine 2 représentée sur la figure 6, avant et après ou au voisinage de la fréquence basse de coupure fa est provoquée par le montage en parallèle de la résistance 11 et du condensateur 12. La fréquence de coupure fa est par

exemple 1 kEz et est déterminée par les constantes de la résis-

tance 11 et du condensateur 12. La décroissance au voisinage

de la fréquence supérieure de coupure fb est engendrée par 'au-

tre montage en parallèle de la résistance 13 et du condensa-

tour 14. La fréquence supérieure de coupure fb est par exemple kEz et est déterminée par les constantes de la résistance 13

et du condensateur 14.

Conformément à la construction de l'invention mentionnée ci-dessust puisque la bobine 2 est commandée sur la

bande de fréquence au-dessus de la bande de fréquence inférieu-

re à la fréquence basse de coupure fa' la bande de fréquence

du son réverbéré peut être expansée Jusqu'à une bande de fré-

quence relativement élevée. En outre, puisque le facteur d'a-

mortissement est très faible, le freinage de la vibration de l'aimant 3 ne se produit pas. Il en résulte qu'une sensibilité

est développée par une écoute faisant que le temps de réverbé-

ration est augmenté.

En outre, grâce à cette invention, au voisinage

de la fréquence basse de coupure fa' davantage de courant cir-

cule à travers la bobine 2, de sorte ques la bande de fréquence devient plus élevée en ce qui concerne le système de vibration mécanique constitué par l'aimant 3 et le ressort 6. En d'autres termes, puisque la masse de l'aimant 3 et du ressort 6 (masse

qui correspond à l'inductance du système de vibration électri-

que) est importante, la vibration mécanique devient plus basse 7,- à la bande de fréquence élevée, ce qui peut être compensé par

le fait précité.

La caractéristique de fréquence tombe graduel-

lement au voisinage de la fréquence supérieure de coupure fb de façon à réduire le niveau d'une source génératrice de bruit, provoquée par le fait que le signal de la bande haute fréquence

est irradié dans l'air sous la forme d'une onde électromagnéti-

que et qui est susceptible de pénétrer à l'intérieur de la bo-

bine du convertisseur 5 du côté réception.

La figure 7 est un graphique illustrant la ca-

ractéristique de fréquence du son réverbéré obtenue par des ex-

périences o une onde sinusoïdale est appliquée à la borne d'en-

trée 7 de l'exemple représenté sur la figure 2, tandis que le signal est dérivé du convertisseur côté réception. On comprendra

à partir du résultat des expérimentations, que la caractéristi-

que de fréquence du voltage sur la bobine 2 et telle qu'elle est montrée sur le graphique de la figure 6, est obtenue par

l'exemple de la figure 2.

A titre de comparaison, la caractéristique de fréquence du son réverbéré qui est obtenue dans le cas o seul le circuit de commande à tension constante de l'art antérieur est utilisé, et celle qui est obtenue par les expérimentations,

sont représentées sur le graphique de la figure 8.

Comme on peut le voir par la comparaison des

graphiques des figures 7 et 8, la caractéristique n'est pas al-

Aérée dans la bande haute fréquence par cette invention, en com-

paraison avec l'art antérieur. En outre, grâce à cette inven-

tion, le son réverbéré est supprimé dé façon suffisante si la fréquence excède un certain niveau. Ceci implique qu'un courant avec une fréquence supérieure à un certain niveau ne passe pas à travers la bobine 2 et donc, cette bobine 2 ne rayonne pas

de bruit haute fréquence.

Comme on l'a vu en outre ci-dessus, dans le cas de l'appareil de réverbération du type à ressort conforme

à l'invention, la bobine 2 du convertisseur 1 est insérée à l'in-

térieur de la boucle de réaction de l'amplificateur opération-

nel 10 et cette bobine 2 est commandée selon le mode de cou-

rant constant, si bien que la bande de fréquence du son réver-

béré peut être expansée vers la bande haute fréquence. Egale-

ment puisque le facteur d'amortissement est faible, un long 8.-

temps de réverbération peut se présenter.

Conformément à l'exemple précité de cette in-

ventiont puisque la caractéristique de fréquence du courant

circulant à travers la bobine 2 s'élève au voisinage de la fré-

quence inférieure de coupure fa comme le montre le graphique de

la figure 6, sa décroissance à une bande de fréquence plus éle-

vée accompagnée par la vibration mécanique, peut être saffisam-

ment compensée.

En outre, dans cette invention, la caractéris-

tique de fréquence du courant circulant à travers la bobine 2, tombe au voisinage de la fréquence supérieure de coupure fb

alors que la fréquence va en s'élevant comme le montre le gra-

phique de la figure 6, si bien qu'il y a une réduction du bruit haute fréquence qui pénètre à l'intérieur de la bobine du convertisseur 5 c8té réception, et de ce fait, le rapport

S/N est amélioré.

9.-

R E V E N D I C AT I 0 N S

1.- Appareil de réverbération caractérisé en ce qu'il comporte une borne d'entrée de signaux prévue pour recevoir un signal d'entrée, un amplificateur opérationnel ayant une borne d'entrée inversée, une borne d'entrée non in- versée, et une borne de sortie, la borne d'entrée inversée

étant connectée à la borne d'entrée de signaux par l'intermédiai-

re d'une impédance d'entrée, la borne d'entrée non inversée étant connectée à un point de référence, la borne de sortie étant connectée au point de référence par l'intermédiaire d'une inductance constituant une charge pour le circuit et une

première impédance, tandis qu'une seconde impédance est connec-

tée entre la borne d'entrée inversée de l'amplificateur opéra-

tionnel et le point de connexion entre l'inductance et la pre-

mière impédance, l'inductance étant connectée de façon qu'eUe

joue le rAle d'un moyen de commande de l'appareil de réverbé-

ration,

2.- Appareil de réverbération selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce que la première et la seconde

impédances comportent chacune une résistance.

3.- Appareil de réverbération selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce que la première et la seconde

impédances comportent chacune un circuit de connexion en paral-

lèle constitué d'une résistance et d'un condensateur.

4.- Appareil de réverbération selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce que durant le fonctionnement du

circuit, le courant passant à travers l'inductance est essen-

tiellement un courant constant.

5.- Appareil de réverbération selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, un trans-

ducteur de commande électromagnétique, un transducteur de ré-

ception électromagnétique, et un ressort connectant ces trans-

ducteurs l'un avec l'autre.

6.- Appareil de réverbération selon la reven-

dication 5, caractérisé en ce que chacun des transducteurs com-

porte une bobine, une culasse, et un aimant associé avec elles.

7.- Appareil de réverbération selon la reven-

dication 6, caractérisé en ce que la bobine du transducteur

de commande constitue l'inductance.

10.-

8.- Appareil de réverbération selon la reven-

dication 7, caractérisé en ce que l'aLmant du transducteur de commande est couplé à l'aimant du transducteur de réception par

le ressort.

9.- Appareil de réverbération selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un transaducteur de commande électromagnétique, un transducteur de réception électromagnétique, chacun de ces tranaducteurs comportant une inductance, un noyau, et un aimant mobile qui leur est associé, un ressort couplant les deux aimants mobiles l'un à l'autre, l'appareil comportant une entrée de signaux, un amplificateur opérationnel ayant des entrées inversante et non inversante,

un filtre passe-bas reliant l'entrée de signaux à l'entrée in-

versante, tandis que l'entrée non inversante est couplée à un point de référence, la sortie de l'amplificateur opérationnel étant connectée par l'intermédiaire de l'inductance de l'un des transducteurs et par l'intermédiaire d'une première impédance au point de référencet tandis que la seconde impédance a une extrémité connectée à la Jonction entre la première impédance et la seconde inductance alors que son autre extrémité est

connectée à l'entrée inversante, l'inductance connectée à l'am-

plificateur opérationnel Jouant le r8le moyen de commande de

l'appareil de réverbération.